Carbure d'uranium

Les carbures d'uranium sont une famille de composés chimiques binaires entre l'uranium et le carbone, soit de formule U_xC_y.

Carbure d'uranium
Identification
No CAS	12070-09-6
SMILES	C.[U] PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/C.U
Apparence	solide noir
Propriétés chimiques
Formule	CU  [Isomères]UC
Masse molaire[1]	250,039 6 ± 0,000 8 g/mol C 4,8 %, U 95,2 %,
Propriétés physiques
T° fusion	2 500 °C[2]
Masse volumique	13,63 g·cm-3
Cristallographie
Symbole de Pearson	${\displaystyle cF8\,}$[3]
Classe cristalline ou groupe d’espace	Fm3m (n°225)[3]
Strukturbericht	B1[3]
Structure type	NaCl[3]
Précautions
Composé radioactif
SGH[4]
Danger H300, H330, H373 et H411 H300 : Mortel en cas d'ingestion H330 : Mortel par inhalation H373 : Risque présumé d'effets graves pour les organes (indiquer tous les organes affectés, s'ils sont connus) à la suite d'expositions répétées ou d'une exposition prolongée (indiquer la voie d'exposition s'il est formellement prouvé qu'aucune autre voie d'exposition ne conduit au même danger) H411 : Toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Ils font l’objet de recherches fondamentales et technologiques dans un grand nombre de laboratoires, du fait de l'évolution de la technique des combustibles nucléaires, pour leur utilisation comme composés réfractaires à température élevée.

Recherches sur les carbures d'uranium

Les objectifs des recherches menées sur les carbures d'uranium sont les suivants :

• la détermination des caractéristiques physiques et des propriétés physicochimiques des carbures, en particulier du point de vue de leur comportement en présence des matériaux de gaine et des fluides caloporteurs envisagés dans les réacteurs projetés ;
• l’étude du comportement sous irradiation des carbures d’uranium. À cet égard, des essais menés jusqu’à des taux de combustion de 13 750 MWJ/T^[Quoi ?] d’uranium ont montré que le comportement de monocarbure peut être considéré comme excellent^{[réf. nécessaire]} ;
• mise au point d’un procédé économique de fabrication de combustibles à base de carbure d’uranium. Les méthodes de préparation employées sont décrites plus loin ; les méthodes de mise en forme étudiées sont surtout le frittage et la coulée par fusion à l’arc.

La littérature scientifique et technique sur les carbures d’uranium est, de ce fait, en pleine évolution^[Quand ?].

Système uranium-carbone

L’existence d’un composé de l’uranium et du carbone fut découverte par Moissan en 1896. Par chauffage au four électrique d’un mélange d’oxyde d’uranium U₃O₈ avec du graphite dans un creuset également en graphite, il obtint un composé dense d’apparence métallique, auquel il attribua après analyse chimique la formule U₂C₃.

Rideal retrouva ultérieurement la même formule, mais des expériences de Lebeau et Heusler montrèrent que le carbure préparé par Moissan correspondait à UC₂. Il existe deux autres carbures d’uranium : UC, qui fut préparé et identifié en 1942 par les chercheurs de l’Iowa, et sesquicarbure U₂C₃, dont l’existence, la stabilité et les conditions de préparations furent précisées par Mallett en 1950.

En 1896, Henri Moissan réussit et décrit l'attraction publique appelée « tambourin magique » reposant sur un « minuscule feu d'artifice » exploitant la grande inflammabilité du carbure d'urane^[5].

Notes et références

1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
2. « Haz-Map » (consulté le 6 juin 2009).
3. « The NaCl (B1) Structure », sur cst-www.nrl.navy.mil (consulté le 17 décembre 2009).
5. H. De Parville Journal des connaissances utiles, n^o 37, janvier 1896, rubrique « Science amusante » : L'auteur précise qu'« il y a quelques mois à peine » il a trouvé cette attraction dans une des « petites boutiques du Jour de l'an ».

Voir aussi

Articles connexes

• Réacteur nucléaire
• Combustible MOX

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